Il principio di indeterminazione di Heisenberg

 

Bohr però aveva sbagliato ad affermare che gli elettroni si muovevano lungo le orbite come i pianeti nel sistema solare.Infatti, oggi gli scienziati sanno che gli elettroni si muovono in modo poco prevedibile e quindi  non si può conoscere la loro posizione precisa.

La teoria di Bohr poteva spiegare solo gli atomi che possedevano un solo elettrone. Quindi il fisico tedesco Werner Heisenberg, formulò il principio di indeterminazione che diceva:

E’ impossibile misurare con precisione e contemporaneamente coppie di grandezze; anzi, la precisione di misura di una grandezza è inversamente proporzionale alla precisione di misura dell’altra.

 

Da tale definizione si capisce che poichè per determinare la posizione di un elettrone su di un’orbita servirebbero la posizione e la velocità dell’elettrone ad ogni istante, ma ciò non è possibile. Potremmo pensare infatti di colpire l’elettrone con un fotone ad elevata energia, ma ciò comporterebbe un aumento di velocità dell’elettrone.

Quindi non si può definire l’orbita dell’elettrone, al massimo si può definire la probabilità di trovare l’elettrone entro una determinata distanza dal nucleo e in una certa regione dello spazio.

La zona con probabilità maggiore è quella vicino al nucleo cioè dove c’è una nube di elettroni più densa è lo stato fondamentale. La regione di spazio intorno al nucleo dove la probabilità di trovare l’elettrone è del 95% si chiama orbitale.

Le onde che si propagano con l’elettrone possono essere descritte da una funzione matematica detta funzione d’onda. Tale funzione è descritta dalla lettera Ψ(psi), ed è una funzione delle tre coordinate spaziali x,y e z  e del tempo t.

Il suo valore permette di determinare punto a punto la probabilità di presenza delle particelle nello spazio e quindi anche dell’elettrone.

Il quadrato della funzione d’onda Ψ² fornisce la probabilità che l’elettrone si trovi , durante l’intervallo di tempo Δt, in un volume ΔV, il cui centro ha coordinate x,y,z.

Dove Ψ² è grande, è grande anche la probabilità di trovare l’elettrone , quindi vicino al nucleo il quadrato della funzione d’onda è grande;dove Ψ² è piccolo, l’elettrone si trova raramente.

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